unity3d Human skin real time rendering plus 真實模擬人皮實時渲染 plus篇

本文轉載自查看原文 2015-05-15 08:53 2090 unity3d

最近逃課做游戲，逃的有幾門都要停考了，呵呵呵，百忙之中不忘超炒冷飯，感覺之前的人皮效果還是不夠好，又改進了一些東西

首先上圖

放大看細節

顯而易見的比上次的效果要好很多，此次我把模型用3dmax進行了細化，模型裂縫情況有所好轉，但是嘴唇等處還是有明顯裂縫（沒辦法，網上沒有比這個再細致的貼圖了）

去除了之前所有大量的rim，換成了SSS次表面散射之前一篇文章詳細講過，
SSS次表面散射的參數真心難調= =；
漫反射換成了基於物理的Oren Nayar反射模型

specular

高光反射與之前一篇相同，這里簡單介紹下

BRDF首先由Fred Nicodemus在1965年提出

L是輻射率，或射線方向中立體角的能量，E是輻照度，或每單位角度的輻照能，theta_i是法線與wi的夾角,i表明是入射光incident light，r表明是反射光reflected light。

Cook-Torrance模型

F(l,h)是菲涅爾函數，
D(h)為分布函數，這個函數負責表面的光滑度，高光的形狀與大小，也與粗糙度相關，可以達到完美鏡面反射。
G(l,v,h)是幾何函數，

			float _SP = pow(8192, _GL);
			float d = (_SP + 2) / (8 * PIE) * pow(dot(n2, H), _SP);
			float f = _SC + (1 - _SC)*pow(2, -10 * dot(H, lightDir));
			float k = min(1, _GL + 0.545);
			float v = 1 / (k* dot(viewDir, H)*dot(viewDir, H) + (1 - k));

			float all = d*f*v;

		
			all = saturate(all);
			diff = (1 - all)*diff;
			diff = saturate(diff);


			spec3 *= Luminance(diff);
			spec3 = saturate(spec3);
			spec3 *= _SpecularPower;

diffuse

Oren–Nayar 反射模型由 Michael Oren和 Shree K. Nayar研發，是依據粗糙表面的漫反射模型，可以模擬很大范圍的物體，混凝土，塑料，沙子等。
它是基於物理的反射模型。
現在大多數情況都在用Lambertian 模型，包括unity的diffuse，編寫surface shader的都知道，有lambert光照。Lambertian 模型在所有方向均勻的反射所有光線，這種方法模擬的diffuse不怎么真實，沒有根據roughness 粗糙度來計算漫反射。

真實圖像與Lambertian和Oren–Nayar的比較

Oren–Nayar和Lambertian 的亮度曲線

具體求法和wiki中的一樣
Sigma是表面粗糙度
E0是正面照射時的輻照度
Rho是表面反射
中間的步驟比較簡單

最終公式為

風之旅人journey 中的沙子渲染也用了這種方法